JP3830470B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置に関し、特に耐環境性能を向上した撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）等の撮像素子の小型化等の性能向上に伴い、多様な用途、例えば屋外用途の撮像装置が実用化され、以下に示すような技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１〜４には、レンズを収納・保持する樹脂材料で形成された鏡筒の周縁に形成した突起を１番目のレンズの前面側周縁部に被せるように熱溶着によりかしめる技術が開示されている。
また、特許文献５〜８には、レンズ系に対する広い視野範囲を確保するものとして、一番目の凸状レンズの凸状表面をケース等から突出させる技術が開示されている。
また、非特許文献１、特許文献８、及び、９には、水中カメラ等に用いられる技術であって、保護ガラスを用いずに１番目の広角レンズによって直接封止するようにした技術が開示されている。
更に、特許文献１０〜１２には、ケース開口を鏡筒で封止する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−１９８４９０３号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−３１３２３５号公報
【０００６】
【特許文献３】
実開平４−１０１５１１号公報
【０００７】
【特許文献４】
特許第２６７９７８４号公報
【０００８】
【特許文献５】
実開平６−５５８７１号公報
【０００９】
【特許文献６】
特開平２−８０１０７号公報
【００１０】
【特許文献７】
特開平５−７８７２７２号公報
【００１１】
【特許文献８】
実開平２−６４９２７号公報
【００１２】
【特許文献９】
特開平９−２６５０３５号公報
【００１３】
【特許文献１０】
特開２００２−９０６０３号公報
【００１４】
【特許文献１１】
特開平５−２４１２２７号公報
【００１５】
【特許文献１２】
特開平８−２９８５１号公報
【００１６】
【非特許文献１】
写真工業、Vol.50、1992年、No.7、P.11〜12、新商品紹介
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の提案の技術では、防水性能等の耐環境性能において必ずしも十分ではない場合があり、更なる技術改良が望まれていた。本発明はこうした現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐環境性能等を改良した撮像装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置によれば、第１の開口を備えたカメラケースと、該カメラケースに内包される鏡筒と、該鏡筒に収納されたレンズ群と、該鏡筒に固定され前記カメラケースの第１の開口と前記レンズ群の 1 枚目のレンズの外周部との隙間を埋める第２の開口を有する押え部材と、前記カメラケースに収納される撮像素子と、前記１枚目のレンズに被写体から順に設けた第１の径部と、該第１の径部より径の小さい第２の径部と、該第２の径部の外周部に配置される弾性部材と、前記押え部材に形成される前記１枚目のレンズの外周部を押圧する突起部と、前記鏡筒に設けられた前記弾性部材を押圧する押圧面と、を備え、前記押え部材の押圧により、前記1枚目のレンズと前記鏡筒の押圧面とで前記弾性部材を押圧して前記第２の開口を封止することを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の撮像装置によれば、前記１枚目のレンズと前記弾性部材との当接する面より前記鏡筒と前記弾性部材との当接する面の方が大きいことを特徴とする。
【００２１】
本発明の他の撮像装置によれば、第１の開口を備えた前ケースと、後ケースと、弾性部材と、前記前ケースと前記後ケースに内包される鏡筒と、該鏡筒に収納されるレンズ群と、該レンズ群の１枚目のレンズを押圧する第２の開口を備える押え部材と、前記１枚目のレンズの側面に備えたレンズ突出部と、前記レンズ突出部より被写体側に配置される弾性部材と、を備え、前記押え部材は前記１枚目のレンズの外周部を押圧する突起部と、前記弾性部材を押圧する押圧面と、を備え、前記弾性部材を前記押圧面と前記レンズ突出部の間に配置し、少なくとも前記レンズ突出部より撮像側の前記１枚目のレンズの一部を前記鏡筒内に嵌入して前記１枚目のレンズを前記鏡筒に収納すると共に、前記押え部材の突起部によって前記第１の開口を封止し、前記押え部材の押圧面が前記弾性部材を介して前記レンズ突出部を押圧することにより前記第２の開口を封止することを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の撮像装置によれば、前記押え部材を前記鏡筒に螺合することで前記押え部材と前記鏡筒とを固定することを特徴とする。
【００２３】
本発明の他の撮像装置によれば、前記１枚目のレンズに前記第２の径部より小さな第３の径部を新たに設け、少なくとも前記第３の径部の外周部と、前記鏡筒の被写体側の先端部付近とが当接することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本実施の形態に係る撮像装置の断面図、図２は撮像ユニットの斜視図、図３は撮像ユニットの正面図、図４は前ケースに撮像ユニットを組み込んだ斜視図である。
【００２５】
図１に示す如く、本実施の形態の撮像装置１は前ケース２と後ケース３を備え、前ケース２と後ケース３との間にパッキン４を挿入して封止し、図２に示す如く、ケース内に撮像ユニット１０を組み込んでいる。尚、前ケース２と後ケース３とは、前ケース２の図示しないボスに対して後ケース３の背面より後ケース３の図示しない孔を挿通したネジによるネジ止めにより固定される。
【００２６】
図５、図６は撮像ユニット１０の分解斜視図であり、図７は図３に示した撮像ユニット１０の正面図のＡ−Ａ線断面図である。撮像ユニット１０は被写体側から順に、レンズアッシ２０と、フォームリング４０と、調整用リング４２と、リング固定板４４と、レンズホルダ４６と、ＣＣＤ基板４８と、電源基板５０とを備える。
【００２７】
レンズアッシ２０は、広角レンズ群として被写体側から順に第１レンズ２３、第２レンズ２４、絞り２９、第３レンズ２５、第４レンズ２６、第５レンズ２７、及び第６レンズ２８を備える。なお、本実施の形態においては、絞り２９と第３レンズ２５の間にはマスクを設け、レンズの有効光線から入射する光線を遮っているが、これは実際のレンズ性能に鑑み、増減または移動させてもよい。
【００２８】
第１レンズ２３は、外周部分が段カット構造となっており、その部分にＯリング３４が配設される。鏡筒３２の外周部分と嵌合するねじ込み式の押え部材３０によって、第１レンズ２３は略光軸ＯＡ方向に押えられる。このとき、Ｏリング３４は、レンズ押え部材３０と第１レンズ２３の段カット部分によって押圧される。これによって、レンズ押え部材３０の内壁と第１レンズ２３の段カット部分で封止がされ、防水性能が得られる。
【００２９】
第４レンズ２６、第５レンズ２７、及び第６レンズ２８を保持するレンズ保持部材２２には、３本のキー溝２１が直線的に、かつ、レンズ保持部材２２の外周を３等分する位置関係で設けられている。なお、本図ではキー溝２１は１本で代表している。また、本実施の形態では３本に限定せず適宜に設けることができる。
【００３０】
フォームリング４０は、発泡ゴムを材料とし、環状の形状を有し、レンズアッシ２０に内挿される。調整用リング４２は、内側にねじ加工が施され、また、レンズアッシ２０に対して自由に回転可能に嵌合される。
【００３１】
リング固定板４４は、調整用リング４２を挟むように、第１及び第２タップタイトネジ８０および８２によって、レンズアッシ２０に固定される。このとき、調整用リング４２の回転自由度は維持されたまま、調整用リング４２が脱落しないよう設計が配慮されている。
【００３２】
レンズホルダ４６は、その内側に、レンズ保持部材２２に設けられた３本のキー溝２１とキー嵌合する３本のキー４７が直線的に設けられている。なお、本図ではキー４７は１本で代表している。また、本実施の形態では３本に限定せず適宜に設けることができる。
【００３３】
また、レンズホルダ４６は、その外周に所定の長さだけ、雄ねじ加工が施され、調整用リング４２の内側に施されたねじと螺合するように構成されている。したがって、調整用リング４２が回転すると、キー嵌合がガイドとなって、レンズホルダ４６は非回動のまま光軸方向に前後動する。
【００３４】
なお、レンズホルダ４６は、レンズアッシ２０と嵌合し設計上のピント位置となる直前の所定の位置となると、レンズホルダ４６の被写体寄りの端部は、フォームリング４０に当接する。レンズホルダ４６に押されてフォームリング４０が圧縮された際に発生する予張力により、調整用リング４２とレンズホルダ４６とが嵌合するねじ部および調整用リング４２の構造部全体が一方向に片寄せされ、ねじ部のバックラッシュや構成部品寸法ばらつきによる調整用リング４２格納部の寸法変化の影響を受けない。
【００３５】
リング固定板４４には、調整用リング４２の外周に対して平行となるような雌ねじ部４５が形成されている。この雌ねじ部４５にとがり先のリング固定ネジ５６を組み付け、調整用リング４２とリング固定板４４が一体化することで、ピントが確実に固定される。また、ピントの固定の際に鏡筒３２を直接固定しないため、レンズに負荷が直接かからない。したがって、レンズに歪みが生じず、撮像品位の低下が避けられる。
【００３６】
レンズホルダ４６には、第３及び第４タップタイトネジ８４及び８６によって、撮像素子であるＣＣＤが設けられたＣＣＤ基板４８が固定される。レンズホルダ４６は、上述の通り、レンズアッシ２０に対してキー嵌合しており、その位置の調整が調整用リング４２で行われ、それぞれの部品の精度を適切に管理することにより、いわゆる「垂直出し」または「アオリ調整」とよばれる位置あわせが不要となる。ＣＣＤ基板４８がレンズホルダ４６に対して垂直となるように取り付けることで、撮像面は、光軸方向に対して垂直となる。したがって、撮像面の調整は、光軸方向をＺ軸方向とした場合、Ｘ及びＹ軸方向、及び回転方向（θ）のみでよい。なお、上記タップタイトネジは、場合により、タッピンネジや普通ネジでもよい。
【００３７】
ＣＣＤ基板４８には、ＣＣＤ基板４８に電力を供給するとともに、ＣＣＤ基板４８が出力する信号を撮像ユニット１０の外部に出力する機能を備える電源基板５０が取り付けられる。撮像ユニット１０は、レンズアッシ２０に設けられる、第１及び第２外装止めネジ穴９２及び９４とで、前ケース２にねじ止めされる。
【００３８】
以上の構成により、レンズ自体を調整することなくピント調整が可能となり、調整作業の効率が向上する。また、調整用リング４２を用いることで、ピント調整、及び、レンズ光軸と撮像素子の所定の画素を一致させる、いわゆる「光軸調整」を独立して行うことが可能となる。さらに、ピント固定は、調整用リング４２を固定することで実現できるので、レンズに直接負荷がかからず、レンズに歪みが発生することが回避できる。
【００３９】
レンズアッシ２０を詳述する。図８はレンズアッシ２０の断面図、図９は前ケース２の開口を押え部材３０と第１レンズ２３で封止した断面図である。レンズアッシ２０の被写体側には鏡筒３２が配置され、この鏡筒３２の被写体側には第１レンズ２３が配置され、第１レンズ２３の外周部分の段カット構造にシーリング材であるＯリング３４が配置され、第１レンズ２３がＯリング３４を介して押え部材３０によって略光軸ＯＡ方向に押さえられる。ここでは、Ｏリング３４は、水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ： Hydrogenated Nitrile-Butadiene Rubber）で形成される。一般に、ニトリルブダジエンゴム（ＮＢＲ：Nitrile-Butadiene Rubber）は、その耐油性や耐候性により、防水カメラなどのシール材に用いられる。さらに、ＮＢＲの耐オゾン性や、耐熱性、耐候性を向上させ劣化寿命を延ばしたＨＮＢＲは、シーリング材としてより好適である。なお、第１レンズ２３の像面側の所定の面と第２レンズ２４の被写体側の所定の面とが当接することにより、第１レンズ２３の光軸ＯＡ方向の位置を規定している。
【００４０】
図９に示す如く押え部材３０の周縁部には段５５が形成されており、その段５５に前述のものとは別のＯリング５４が配置される。前ケース２の開口に押え部材３０を挿入する際、レンズアッシ２０に設けた突起９１（図２に記載）が前ケース２の背面に設けた図示しない凹部に位置決めされ、レンズアッシ２０に設けた孔９０に挿通したネジにより前ケース２の背面に設けた図示しないボスにネジ止めすることで前ケース２の開口は、押え部材３０により封止される。
【００４１】
図１０、図１１は、図８のレンズアッシ２０の断面図に示す領域７０を拡大した図であり、レンズアッシ２０の開口を第１レンズ２３にて封止する構造を説明する。
【００４２】
第１レンズ２３は鏡筒３２の被写体側で保持、収納され、押え部材３０の端部には、内側に向かう小さな爪状かつ環状の突起１９２が設けられている。この押え部材３０を鏡筒３２にねじ込むことで、第１レンズ２３と押え部材３０の間に配置されたＯリング３４が押圧変形し、押え部材３０の開口は第１レンズ２３により封止される。このとき、以下の設計的配慮をする。
【００４３】
まず、Ｏリング３４の内径は、第１レンズ２３の外径より大きく、Ｏリング３４の外径は、押え部材３０の内径より小さく設計する。こうすれば、図１０に示すように押え部材３０を鏡筒３２にねじ込む前のＯリングは押圧変形することなく配置され、図１１に示す押え部材３０を鏡筒３２にねじ込んだ後においても、Ｏリング３４は、押え部材３０の内壁面や、第１レンズ２３のコバ部との間で、大きな摩擦力を発生するような接触が避けられる。その結果、Ｏリング３４には不必要な回転方向の摩擦力やねじれの力が発生せず、ダメージを受けにくい。
【００４４】
さらに、光学設計上、レンズ内部の乱反射や逆光によるゴースト、フレア等を防止するために被写体側の第１レンズに反射防止用のコーティングを施すことが設計常識として確立している。しかしながら、屋外用などの撮像装置であって、第１レンズの表面が露出し且つ風等によりゴミなどがレンズ表面に当たりうる悪環境下の場合、第１レンズの表面のコーティングが一部剥がれ、撮影される画質の低下を引き起こす可能性があった。また、熱膨張によるコーティングのクラック等も同様の問題を引き起こす。そこで、本実施の形態においては、悪環境下で用いる撮像装置の場合、従来の設計常識に反し、第１レンズの外側のコーディングを廃し、かつその場合においてもゴースト、フレア等が発生しにくいレンズ構成としている。
【００４５】
尚、悪環境下で利用されない撮像装置であれば、当然ながら従来どおりコーティングを施してもよい。一方、屋内用であっても第１レンズに何らかの物体が当たる恐れがある場合、または環境温度の変化を受けやすい場合、第１レンズのコーティングを廃してもよい。
【００４６】
前ケース２の開口を押え部材３０により封止する構造を採用する本実施の形態の撮像装置は、例えば前述の特許文献１０の図１１に開示される、前ケースの開口を鏡筒により封止する構造のものと比較し、以下の作用効果上の違いを奏する。
【００４７】
（１）温度特性
屋外用のカメラでは、露出部分が直接外気に晒されたり、直射日光を受けるため、温度変動が大きい。鏡筒がケース外に露出する構造だと、レンズ鏡筒に温度変動による歪み、捩れ、変形が生じ、レンズの取り付け位置精度が落ちる。鏡筒は本来、1/100ｍｍ以下のずれで光学性能に影響がでるほど精妙である。
【００４８】
一方、本実施の形態のように鏡筒がケースより露出しない構成であれば、押え部材３０が多少変形してもレンズの取り付け位置精度に影響がない。レンズの取り付け位置精度は鏡筒により補償されている。なお、レンズ押え部材３０をアルマイト加工したアルミ材やステンレス材等の金属材料で構成することにより熱による変形をさらに防止できる。
【００４９】
（２）強度
屋外用のカメラ、特に車載カメラは洗車やメンテナンスの際にカメラ部分に力が加わることがある。鏡筒が外部に露出していると、鏡筒に直接力が加えられ変形し、レンズ取り付け位置精度に影響しうる。一方、本実施の形態のように鏡筒がケースから露出しない構成であれば、力はむしろ押え部材３０に加わり、鏡筒に加わる力が抑えられ、鏡筒の変形が抑えられる。そのため、レンズの取り付け位置精度に影響がでにくい。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、外部からの衝撃による変形をより防止できる。
【００５０】
（３）薬品耐性
屋外用のカメラ、特に搭載カメラ等では、ワックス等の油脂、オイルに晒され易く、ポリマー等の腐食性のある薬品により腐食されうる。鏡筒が露出する構成では鏡筒の腐食によるレンズ取り付け位置精度の低下が懸念されるが、本実施の形態では鏡筒がケースから露出しないので、鏡筒の腐食は防止され、レンズの取り付け位置精度が維持できる。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、腐食をより防止できる。
【００５１】
（４）耐タンパー性
屋外用のカメラ、特に車載カメラ等は、外部からのいたずらを想定する必要がある。鏡筒が露出する構成だと、鏡筒に直接力が加わり、レンズずれが生じる。また、熱溶着の部分をカッター等で切り込んだり、はがされたりすることにより第１レンズが外れるおそれがある。一方、本実施の形態では鏡筒がケースから露出しないので、ケースを開けない限り第１レンズは外れず、耐久性に優れる。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらに耐タンパー性能が高まる。
【００５２】
（５）経時特性
経時変化により装置の各部材は劣化する。特に外部に露出している部分の劣化は内部の部材に比べて速い。鏡筒が露出し、熱溶着によりレンズを鏡筒に押えている構成では、押え部分がクリープ破壊し、レンズが外れる懸念がある。一方、本実施の形態では鏡筒がケースから露出せず、第１レンズが外れにくく、経時変化に強い。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらに経時変化に強くなる。
【００５３】
（６）保守性
レンズが鏡筒に熱溶着によりかしめられる構成では、保守整備の際、レンズと鏡筒を一体交換しなければならずコストがかかるが、本実施の形態では鏡筒に一体的に第１レンズを固定していないので、レンズ、鏡筒及び押え部材を別個に交換することができ、コスト面で有利である。
【００５４】
（７）製造容易性
鏡筒にレンズを熱溶着により押さえる構成では、熱溶着で固定する部品すべての寸法ばらつきが重なるため、レンズかしめを行うべきレンズの高さにばらつきが出て、かしめ強度を一定に保つことが困難であるが、本実施の形態の構成であれば、鏡筒へのレンズの固定が熱によらないため、レンズの取り付け位置は部品の寸法ばらつきに依存せず、工程管理や歩留まりで有利である。なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらにレンズの取り付け位置精度が向上する。
【００５５】
（８）防水性能
一般にＯリングによる封止、すなわちシーリングを行う際、Ｏリングが押圧変形された際の圧縮率を、下限として８％、上限として４０％を目安にするが、使用するＯリングの線径により圧縮率の管理値を変えていくのが好ましい。即ち、線径が小さい場合、密着面積を増大させるために圧縮率を大きくとり、逆に線径が大きい場合、必要以上の密着面積をとる必要がないため、圧縮率は小さくともよい。圧縮率は、一般には公差や経年劣化を考慮して設定される。
【００５６】
一方、メーカー等の一般公表資料によれば、Ｏリングによる防水は、線径２ｍｍ以下では圧縮率が１５％〜４０％、線径２〜４ｍｍ未満では圧縮率１０％〜３０％、線径４ｍｍ以上では圧縮率８％〜２０％がよいとされる。本実施の形態では、圧縮永久歪を考慮し、高圧縮側に５％のマージンを持たせ、圧縮率の管理値を１５％〜３５％としている。
【００５７】
このように、Ｏリングによる封止の際、圧縮率を厳しく管理しなければならないが、レンズを熱溶着により鏡筒に押さえる構成では、前述のごとく、レンズ構成部品の寸法ばらつきにより、かしめ部分の高さが変動するため、熱溶着治具により一定のかしめ量が確保し辛く、結果としてＯリングの圧縮率がばらつきを生じ、所望の防水性能を実現することが困難である。一方、本実施の形態の構成であれば、押え部材のねじ込み量やねじ込み力を管理することでＯリングの圧縮率を極めて容易に管理できるため、歩留まりよく、所望の防水性能を備えることができる。
【００５８】
なお、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらに厳密にＯリングの圧縮率を管理できる。また、寸法精度も一般の樹脂成型品と較べ向上するので、圧縮率の管理もさらに容易となる。
【００５９】
（９）小型化
レンズを熱溶着により鏡筒に押さえる構成では、上述のようにＯリングの圧縮率の管理が困難であるため、Ｏリングの径が所定以上のものしか採用できず、小型化が困難である。一方、本実施の形態の構成であれば、極めて小径のＯリングを採用でき、装置をより小型に設計できる。この場合も、レンズ押え部材３０を前述の金属材料で構成すれば、さらに厳密にＯリングの圧縮率が管理できるので、更なる小型化に寄与する。
【００６０】
（１０）耐振動性能
レンズを熱溶着により鏡筒に押さえる構成では、特に車載カメラ等の場合、車両その他の振動によりこの押えが外れる懸念がある。一方、本実施の形態の構成では、このような問題は生じない。
【００６１】
（１１）その他
本実施の形態の構成では、上記の他に、押え部材のみを変更することにより、異なる開口寸法を有するケースに対応できるため設計の自由度が高い。また、外に露出する押え部材を上述の金属等で形成することにより、押え部材に彫刻シルク印刷などを施すことができ、また装飾用の処理などを施すことにより、美観の向上が容易である。
【００６２】
本実施の形態の撮像装置はさらに、例えば前述の特許文献１０や特許文献５に開示の前ケースの開口を第１レンズにより封止する構造のものと比較し、以下の作用効果上の違いを奏する。
【００６３】
上述の従来技術は、第１レンズが一般に樹脂で成形される前ケースにより取り付け位置精度が確保される。一方、第２レンズ以降のレンズは、同じく一般に樹脂で成形される鏡筒に保持、収納されてはいるが、この鏡筒自体が前ケースに取り付けられる構造のため、第２レンズ以降の位置精度は、鏡筒自体の精度に加えて、鏡筒と前ケースとの取り付け位置精度の分、悪化する。そのため、第１レンズと第２レンズ間の精度が悪化し、光学系の性能に改善の余地が認められる。一方、本実施の形態では、第１レンズと第２レンズ間がそれぞれのレンズの面精度で決定できるため、非常に光学系精度の高い撮像装置が実現する。
【００６４】
以上がひとつの実施の形態である。以下、変形例を挙げる。
【００６５】
図１２は、変形例に係るレンズアッシ２０の断面図である。図１０では、Ｏリング３４が第１レンズ２３と押え部材３０の隙間に配置され、これらによって押圧されたが、図１２ではＯリング３４は押え部材３０と鏡筒９５の隙間に配置され、これらによって押圧される。
【００６６】
レンズアッシ２０の被写体寄りには鏡筒９５が配置され、この鏡筒９５の被写体側には第１レンズ１９３が配置され、この鏡筒９５の先端部であって、押え部材３０の段カット構造によって生じる隙間にＨＮＢＲ等の材質からなるＯリング３４が配置され、第１レンズ１９３が押え部材３０によって略光軸ＯＡ方向に押さえられる。
【００６７】
第１レンズ１９３は鏡筒９５に保持、収納され、光軸ＯＡ方向の位置決めや中心の位置決めなどが行われる。押え部材３０のねじ込みにより、第１レンズ１９３が光軸ＯＡ方向に押し付けられ、Ｏリング３４が押圧変形する。第1レンズの外周部分でかつ鏡筒９５の先端部分でＯリング３４により封止がされる。
【００６８】
前述の実施の形態では、第１レンズ１９３の像面側の所定面と第２レンズ２４の被写体側の所定面とが当接することにより、第１レンズ１９３の光軸ＯＡ方向の位置が規定されたが、ここでは、鏡筒９５により光軸ＯＡ方向の位置が規定される。そこで、第２レンズ２４の被写体側と第１レンズ１９３の像面側に生じるクリアランスに別のＯリング１９４を介在させ、第２レンズを光軸ＯＡ方向で押え、第２レンズの取り付け位置を固定する。ただし、このための部材はＯリング１９４に限定されず、板バネ等、いろいろな形状と素材による一般的な弾性体であってもよい。図１２の第１レンズ１９３には、図１０の第１レンズ２３のようにレンズ外周面にツバを形成する必要がなくなり、簡易なレンズ構成になる。
【００６９】
図１３及び図１４は、図１２のレンズアッシ２０の断面図に示す領域７１を拡大した図である。レンズアッシ２０の開口を第１レンズ１９３にて封止する構造を説明する。
【００７０】
第１レンズ１９３は鏡筒９５の被写体側で保持、収納され、押え部材３０の端部には、内側に向かう小さな爪状かつ環状の突起１９２が設けられている。この押え部材３０を鏡筒３２にねじ込むことで、第１レンズ１９３は鏡筒９５に押えられ光軸方向の位置を規定され、同時に第１レンズ９３の外周部分でかつ鏡筒９５の先端部分に配置されたＯリング３４が押圧変形して封止される。
【００７１】
Ｏリング３４の内径は、第１レンズ１９３の外径より大きく、Ｏリング３４の外径は、押え部材３０の内径より小さく設計することで、図１３に示すように押え部材３０を鏡筒３２にねじ込む前のＯリングは押圧変形することなく配置され、図１４に示す押え部材３０を鏡筒３２にねじ込んだ後においても、Ｏリング３４は、押え部材３０の内壁面や鏡筒９５の先端部分との間で大きな摩擦力を発生するような接触が避けられる。これによる効果は前述のとおりである。
【００７２】
レンズの変形についても設計上の配慮が可能である。図１５は、第１レンズ１９３の形状と第１レンズ１９３の外周部分に用いられるＯリング３４との位置関係を示す拡大断面図である。本図のごとく、このレンズアッシ２０において、押え部材３０がねじ込まれた際、Ｏリング３４の圧縮によって第１レンズ１９３の径方向に生じる力の線上１００には第１レンズ１９３の肉が連続的に存在する。したがって、Ｏリング３４からの力によって、第１レンズ１９３の凹状部が変形しにくく、硬度の高いレンズを用いる必要がない。その結果、製造コスト面、レンズ設計の自由度の面で有利であり、特に外部からの衝撃が強い場合、この構成は有利である。
【００７３】
図１６及び図１７は、レンズアッシ２０の開口を封止するための構成の変形例を示す断面図である。ここで、押え部材３０以外の構成は図１３及び図１４同様であるので説明を略す。
押え部材９６は、Ｏリング３４が配置される第１レンズ１９３の外周部分において、内壁面に溝１２０を有する。図１６では、Ｏリング３４を押え部材９６に接する径で設け、図１７では第１レンズ１９３に接する径で設けている。溝１２０により、Ｏリング３４が押圧変形しても、押え部材９６に対し、それが第１レンズ１９３から離れる方向への力がかかりにくくなり、良好に第１レンズ１９３を鏡筒９５に押えることができる。
図１９及び図２０は、図１３及び図１４の別の変形例を示す。ここでは、第１レンズ１９３の側面と押え部材１１４との間に隙間１２２を設けた点で構成が異なり、他の点は同一である。この隙間１２２により、Ｏリング３４を押圧変形したことによる力を逃がすことができ、押え部材１１４が第１レンズ１９３から離れる方向に広がることを防止できる。また、外部からレンズ部に熱などが加えられた場合に、熱の加わえられた周囲は熱膨張を起こすが、上述の如く隙間１２２を設けたことにより、レンズ１９３と押え部材１１４との間の熱膨張によるずれを防止することができる。
同様に、図２１及び図２２は、図１６及び図１７の変形例を示す。ここでも第１レンズ１９３、１１０の側面と押え部材１１５、１１６との間に隙間１２２を設けた点で構成が異なり、他の点は同一である。また、その効果は上述のとおりである。
【００７４】
以下は、本発明の実施の形態である。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素やその組合せにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
図１８は、図１３及び図１４に示す、レンズアッシ２０の開口を封止した構成の変形例を示す断面図である。第１レンズ１１０は、像面側の径が小さくなるように外周部に段差を設け、その段差部にＯリング３４を配置する。押え部材１１３は先端に爪状の突起１１２をもち、Ｏリング３４が配置される個所に溝１２０が掘られている。第１レンズ１１０の側に段差があるため、押え部材１１３は溝１２０の分しか段差を持っていない。そのため、突起１１２が図１３及び図１４に比べて大きくなっている。
【００７５】
以上の構成において、押え部材３０を鏡筒９５にねじ込むことで、押え部材３０により第１レンズ１１０が鏡筒９５に押さえられ、同時にＯリング３４は鏡筒９５の先端部分と第１レンズ１１０により押圧変形して封止がされる。
【００７６】
図１９及び図２０は、図１３及び図１４の別の変形例を示す。ここでは、第１レンズ１９３の側面と押え部材１１４との間に隙間１２２を設けた点で構成が異なり、他の点は同一である。この隙間１２２により、Ｏリング３４を押圧変形したことによる力を逃がすことができ、押え部材１１４が第１レンズ１９３から離れる方向に広がることを防止できる。
【００７７】
また、外部からレンズ部に熱などが加えられた場合に、熱の加わえられた周囲は熱膨張を起こすが、上述の如く隙間１２２を設けたことにより、レンズ１９３と押え部材１１４との間の熱膨張によるずれを防止することができる。
【００７８】
図２３は図１８の変形例を示す。ここでも第１レンズ１９３、１１０の側面と押え部材１１５、１１６との間に隙間１２２を設けた点で構成が異なり、他の点は同一である。また、その効果は上述のとおりである。
【００７９】
次に、上述した図１８の構成の変形例を図２４乃至２６にて説明する。
【００８０】
図２４乃至２６は図１８の変形例を示す断面図である。
【００８１】
図２４に示す如く、１枚目のレンズ１１０ｂは光軸を中心とする径２０１を有する第1の径部と、径２０２を有する第２の径部と、径２０３を有する第３の径部とを設けた形状とし、第１から第３の径は順に径の長さを小さくする。
【００８２】
そして、鏡筒９５ｃの先端部を１枚目のレンズ１１０ｂの第２の径部と第３の径部との外周部に当接するように構成し、前記押え部材１１６の内壁面と前記１枚目のレンズ１１０ｂの外側面との間に隙間２０４を設けている。その他の構成は図１８と同一の構成である。
【００８３】
したがって、第２の径部より小さく第３の径部を設けたことで、１枚目のレンズ１１０ｂと鏡筒９５ｃとの当接面を広くでき、１枚目のレンズ１１０ｂを鏡筒９５ｃにずれを生じさせずに収納され、１枚目のレンズ１１１ｂや押え部材１１３に外部からの振動や衝撃を受けた場合でも１枚目のレンズ１１０ｂの光軸ずれを防止することができる。
【００８４】
また、鏡筒９５ｃと１枚目のレンズ１１０ｂの第１の径部との当接面に隙間ができて所要に当接できなくとも、１枚目のレンズ１１０ｂの第２の径部と鏡筒９５ｃとの当接面又は第３の径部と鏡筒９５ｃとの当接面で１枚目のレンズ１１０ｂを鏡筒９５ｃの所定の規定位置で収納することができ、何れかの径部が鏡筒９５ｃと所要に固定されていれば、１枚目のレンズ１１０ｂを光軸のずれなく鏡筒９５ｃに収納することができる。
【００８５】
さらに、１枚目のレンズ１１０ｂと押え部材１１６との間に隙間２０４を設けたことで、押え部材１１６を押して１枚目のレンズ１１０ｂを鏡筒９５ｃに固定する際にＯリング３４を所定以上に押圧しても隙間２０４にＯリング３４の一部が入り込みこみ押え部材３４を光軸に対して垂直な押す力を減少させることができ、押え部材３４の突起部１１２がレンズ１１０ｂからはずれることを防止する。
【００８６】
次に図２５に示すレンズアッシの構成について説明する。
【００８７】
係止部２０４を設けた押え部材１１３ｂと、この係止部２０４を係止する凹部２０５を設けた鏡筒９５ｄとを設け、押え部材１１３ｂを鏡筒９５ｄに押すことで前記係止部２０４を前記凹部２０５に係止して前記押え部材１１３ｂを前記鏡筒９５ｄに固定し、前記押え部材１１３ｂと前記レンズ１１２との間に隙間２０４を設けている。その他の構成は図１８を用いて説明したレンズアッシと同様な構成であるので説明を省略する。
【００８８】
このように、押え部材１１３ｂに係止部２０４を設け、この係止部２０４に対応して鏡筒９５ｄに凹部２０５を設けたことで、単に押え部材１１３ｂを鏡筒９５ｄに押し込むだけで押え部材１１３ｂと鏡筒９５ｄとを固定することができる。
【００８９】
したがって、押え部材１１３ｂを鏡筒９５ｄにすばやく固定することができるので、製造工程を短時間にでき、これにより製造コストを抑えることができる。特に前ケース２の開口を押え部材３０等で封止する際に、前ケース２に押え部材３０等、鏡筒３２等、Ｏリング３４及びＯリング５４を所要に配置し、鏡筒３２等を前ケース２の開口に挿入して、所定の位置に固定するのみで、押え部材３０等、鏡筒３２等、Ｏリング３４及びＯリング５４を一連して所定の配置で固定することが可能となる。
【００９０】
また、押え部材及び鏡筒の金型を形成する際には、例えば本例で説明した押え部材を鏡筒にねじ込んで固定する方式に比べて、押え部材を鏡筒にねじ込む複雑な形状を簡便化することができるので、金型製造コストも押さえることができる。
【００９１】
次に図２６に示すレンズアッシの構成について説明する。
【００９２】
同図に示す如く、鏡筒９５ｂの被写体側先端部をレンズ１１０の外周部側面においてのみ当接し、その最先端部にＯリング３４を配置した構成である。その他の構成は、図１８の構成と同様である。
【００９３】
このように鏡筒９５ｂを簡便な構成とすることで、鏡筒９５ｂを製造する金型の形状を複雑な形状にする必要がなくなり、金型を作成する際のコストを抑えることができる。
【００９４】
また、レンズ１１０の撮像側の面と鏡筒９５ｂとが当接しないので、レンズ１１０から入射される光を鏡筒９５ｂによって遮光されず、光の利用効率を向上させることができる。
【００９５】
なお、上述した変形例は、図に示した構成に限定されず適宜他の実施例に組み入れることができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、特に耐環境性能を向上した撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係る撮像装置の断面図である。
【図２】 実施の形態に係る撮像ユニットの斜視図である。
【図３】 実施の形態に係る撮像ユニットの正面図である。
【図４】 実施の形態に係る前ケースに撮像ユニットを組み込んだ斜視図である。
【図５】 実施の形態に係る撮像ユニットの分解斜視図である。
【図６】 実施の形態に係る撮像ユニットの他の分解斜視図である。
【図７】 実施の形態に係る撮像ユニットのＡ−Ａ断面図である。
【図８】 実施の形態に係るレンズアッシの断面図である。
【図９】 実施の形態に係る前ケースの開口を押え部材で封止すると共に押え部材の開口を第１レンズで封止した断面図である。
【図１０】 レンズアッシの開口を第１レンズにて封止した断面図であり、押え部材で押える前の状態である。
【図１１】 レンズアッシの開口を第１レンズにて封止した断面図であり、押え部材で押えた後の状態である。
【図１２】 実施の形態に係る他のレンズアッシの断面図である。
【図１３】 図１２のレンズアッシの所定領域を拡大した断面図である。
【図１４】 図１２のレンズアッシの所定領域を拡大した断面図である。
【図１５】 第1レンズの構成と第1レンズの外周部分に用いられるＯリングとの関係を示す断面図である。
【図１６】 図１３に示すレンズアッシの開口を封止した構成の変形例を示す断面図である。
【図１７】 図１４に示すレンズアッシの開口を封止した構成の変形例を示す断面図である。
【図１８】 図１３及び図１４に示すレンズアッシの開口を封止した構成の他の変形例を示す断面図である。
【図１９】 図１３の他の変形例を示す断面図である。
【図２０】 図１４の他の変形例を示す断面図である。
【図２１】 図１６の変形例を示す断面図である。
【図２２】 図１７の変形例を示す断面図である
【図２３】 図１８の変形例を示す断面図である。
【図２４】 図１８の変形例を示す断面図である。
【図２５】 図１８の変形例を示す断面図である。
【図２６】 図１８の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 撮像装置
２ 前ケース
３ 後ケース
１０ 撮像ユニット
２０ レンズアッシ
２３、１１０、１９３ 第１レンズ
３０、９６、１１３、１１４、１１５、１１６ 押え部材
３２、９５ 鏡筒
３４、５４、１９４ Ｏリング

Claims (5)

1. 第１の開口を備えたカメラケースと、該カメラケースに内包される鏡筒と、該鏡筒に収納されたレンズ群と、前記鏡筒に固定され前記カメラケースの第１の開口と前記レンズ群の 1 枚目のレンズの外周部との隙間を埋める第２の開口を有する押え部材と、前記カメラケースに収納される撮像素子と、
   前記１枚目のレンズに被写体から順に設けた第１の径部と、該第１の径部より径の小さい第２の径部と、
   該第２の径部の外周部に配置される弾性部材と、
   前記押え部材に形成される前記１枚目のレンズの外周部を押圧する突起部と、
   前記鏡筒に設けられた前記弾性部材を押圧する押圧面と、を備え、
   前記押え部材の突起部の押圧により、前記1枚目のレンズと前記鏡筒の押圧面とで前記弾性部材を押圧して前記第２の開口を封止することを特徴とする撮像装置。
2. 前記１枚目のレンズと前記弾性部材との当接する面より前記鏡筒と前記弾性部材との当接する面の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記押え部材に設けた係止部と、前記鏡筒に前記係止部に対応して設けた凹部と、を備え、
   前記係止部を前記凹部に係止することにより、前記押え部材を前記鏡筒に固定することを特徴とする請求項１または 2に記載の撮像装置。
4. 前記押え部材を前記鏡筒に螺合することで前記押え部材と前記鏡筒とを固定することを特徴とする請求項１または 2に記載の撮像装置。
5. 前記１枚目のレンズに前記第２の径部より小さな第３の径部を新たに設け、少なくとも前記第３の径部の外周部と、前記鏡筒の被写体側の先端部付近とが当接することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。

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